姚培培
,
付超
,
操光辉
稀有金属材料与工程
通过包埋Al-Hf共渗在高温合金DZ417G表面制备出Pt+Hf共同改性的γ-Ni+γ'-Ni3Al涂层.Al-Hf共渗过程中,Hf含量不同,涂层表面形成的相结构也不同.当渗剂中Hf含量为2％时(质量分数,下同),涂层呈γ-Ni+γ'-Ni3Al结构;渗剂中Hf含量为6％时,涂层相结构为-NiAl+Al16Hf6Ni7;而当Hf含量达到12％时,涂层相结构为Al16Hf6Ni7.随着后续热处理的进行,-NiAl+Al16Hf6Ni7涂层的相结构转变为γ-Ni+γ'-Ni3Al; Al16Hf6Ni7涂层转变为γ-Ni+γ'-Ni3Al+Al3HfNi12结构.1100℃的等温氧化实验表明,经过10 h氧化,高温合金基体表面已经出现了脱落;而渗剂中Hf含量为2％时形成的Pt+Hf改性的γ-Ni+γ'-Ni3Al涂层经过30 h氧化后,其表面依然完整.与单纯的Pt改性的γ-Ni+γ'-Ni3Al涂层相比,Pt+Hf共同改性的γ-Ni+γ'-Ni3Al涂层由于适量活性元素Hf的加入,其抗氧化性能得到了提高.
关键词:
高温合金
,
涂层
,
包埋渗
,
Hf
,
抗氧化性能
闫凯
,
姚正军
,
檀廷佐
,
俞宝文
机械工程材料
采用包埋渗法在TZM钼基高温合金表面制备抗氧化的渗铝层,渗铝温度为1050℃,渗铝时间为12 h;采用SEM、EDS和XRD等分析了渗层的显微组织、物相组成和元素分布等,并对渗层的硬度和抗高温氧化性能进行了研究.结果表明:渗层的相组成为Al5Mo、Al3Mo和Al4Mo;渗层均匀致密,厚度达到130μm,具有双层结构,与基体形成了冶金结合;渗层表面呈颗粒状,其显微硬度达到了8000 MPa;在800℃×80 h高温氧化下包埋渗铝层具有较好的抗氧化性能.
关键词:
钼基高温合金
,
包埋渗
,
铝化物
,
高温氧化
欧桃平
,
操光辉
中国有色金属学报
通过调整固体粉末渗铝法工艺在镍基高温合金DZ417G基体上制备了Ni-Al二元成分区间内组织可控的y′-Ni3Al、y′-Ni3Al+β-NiAl、β-NiAl、β-NiAl+δ-Ni2Al3和δ-Ni2Al3涂层,采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对涂层的结构、断面形貌以及高温氧化后的表面形貌进行观察和分析.900℃和1 100℃空气恒温氧化实验结果表明:涂层能显著提高材料的抗氧化性能,在涂层厚度相同的情况下,NiAl涂层抗氧化性能最好.
关键词:
高温合金
,
包埋渗
,
涂层
,
抗氧化性能
齐涛
,
郭喜平
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.01.004
采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y_2O_3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h.利用SEM, EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y_2O_3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层的组织进行了对比.结果表明:在渗剂中添加不同含量Y_2O_3后的渗层具有相似的结构,均具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb, X)Si2(X表示Ti, Hf和Cr)层,(Nb, X)_5Si_3过渡层和富Al扩散区.与单独渗Si渗层相比,渗剂中添加Y_2O_3没有改变渗层表层的相组成,但抑制了渗层中孔洞的产生,使相同包埋渗温度和时间处理后Si-Y_2O_3共渗层的组织较单独渗Si渗层的更为致密.EDS能谱分析结果表明,Y在渗层中的分布是不均匀的,在靠近过渡层与基体界面处的Y含量较高,并由内向外逐渐递减.随渗剂中Y_2O_3含量增加,渗层中的平均Y含量出现先增加后降低的规律.当渗剂中Y_2O_3的加入量为1%～2%(质量分数)时,Y_2O_3具有明显的催渗作用.
关键词:
铌硅化物基超高温合金
,
Si-Y_2O_3共渗层
,
包埋渗
,
涂层结构
曹正
,
田晓东
,
李宁
,
王利捷
,
吕娜
表面技术
目的：在Nb-Ti-Si合金表面制备MoSi2涂层。方法先进行辉光离子渗Mo,再进行包埋渗Si。分析温度对渗Mo层表面形貌、厚度、元素互扩散的影响,以及渗Si后涂层的表面形貌和结构。结果在1100°进行辉光离子渗Mo,渗Mo层与基体形成了显著的互扩散。对渗Mo层进行包埋渗Si后,所形成的涂层组织致密,具有多层结构,由外向内依次为MoSi2层、NbSi2层和Nb5 Si3层,在MoSi2和NbSi2层之间存在( Mo,Nb) Si2互扩散区。结论通过辉光离子渗/包埋渗的方法,可以在Nb-Ti-Si合金表面制备MoSi2涂层,且涂层与基体呈冶金结合,结合较好。
关键词:
Nb-Ti-Si合金
,
辉光离子渗
,
包埋渗
,
MoSi2涂层
田晓东
,
郭喜平
材料热处理学报
利用包埋渗法在新型铌基超高温合金表面制备了铝改性的硅化物抗氧化涂层,分析了涂层的相组成、结构及其组织形成过程.涂层制备采用先在1150℃包埋渗硅4h,然后再于800～1000℃包埋渗铝4h的方法.结果表明:渗硅后涂层的相组成为(Nb,X)Si2(X代表Ti,Cr和Hf元素);再于各温度包埋渗铝后,(Nb,X)Si2层中的平均铝含量随包埋渗铝温度的升高而增加,最高可达10.84at%;当包埋渗铝温度为860～1000℃时会在渗硅层与基体间形成新的铌铝金属间化合物层,且渗入(Nb,X)Si2层中的铝会在局部形成Nb3Si3Al2相.
关键词:
铌基超高温合金
,
包埋渗
,
铝改性硅化物涂层
,
涂层结构
乔彦强
,
郭喜平
材料热处理学报
采用Si-Cr包埋共渗法在Ti-Nb-Si基高温合金表面制备了Cr改性的硅化物涂层,共渗温度为1250和1300℃,时间为10h.利用SEM,EDS和XRD等检测手段分析了涂层的结构、元素分布及相组成等,并对涂层的形成机理进行了讨论.结果表明:Si-Cr共渗温度为1250℃时,降低渗剂中的催化剂NaF含量会降低Si和Cr的反应扩散速度并且改变了涂层的结构和相组成.催化剂NaF含量为8 wt%,涂层外层由(Nb,Ti) Si_2及少量(Ti,X)_5Si_3(X代表Nb,Cr和Hf等元素)组成,中间层由(Ti,X),Si_4组成,过渡层由(Nb,Ti)_5Si_3组成;降低NaF含量至5 wt%,Si-Cr共渗温度仍为1250C时,涂层外层由(Ti,X)_5Si_3组成,且有较多孔洞出现,中间层为(Ti,X)_5Si_4,而过渡层很薄.与渗Si涂层相比,Si-Cr共渗涂层中的裂纹明显减少,但在涂层外层存在较多孔洞且涂层厚度明显减小.提高包埋共渗温度至1300℃时,Cr的反应扩散速度得到提高,且在涂层外层出现了(Nb_(1.95)Cr_(1.05))C_(r2)Si_3三元相.
关键词:
Ti-Nb-Si基高温合金
,
包埋渗
,
Si-Cr共渗
,
涂层形成机理
田晓东
,
郭喜平
,
尹忠奇
,
孙志平
,
王利捷
材料热处理学报
在纯钼表面进行包埋Si-B共渗,研究B改性MoSi2涂层的结构及其在600℃下的氧化行为.利用XRD,EDS,WDS分析涂层的相组成和结构,并结合热力学计算分析涂层的组织形成.结果表明:采用16Si-4B-4NaF-76Al2O3渗剂在1100 ～ 1400℃下可制备Si-B共渗涂层,涂层由外向内可分为五层:最外层MoSi2,次外层MoSi2+MoB,第三层Mo5Si3,第四层MoB和最内层Mo2B;涂层主体为MoSi2,渗入的B在与基体反应形成Mo-B化合物层的同时,还在MoSi2中形成MoB相;涂层的生长以Si,B原子向内扩散为主;在600℃氧化时涂层中的B向表面扩散并氧化生成B2O3.
关键词:
MoSi2
,
涂层
,
包埋渗
,
Si-B共渗
,
氧化
乔彦强
,
郭喜平
,
任家松
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.02.015
利用包埋共渗法在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层,共渗温度为1350℃,时间为10h.将Si-Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5,10,20,50h和100h.利用SEM,EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素分布及相组成.结果表明,氧化前Si-Cr共渗涂层分为4层:最外层为(Ti,X)_5Si_3 (X代表Nb, Hf和Cr元素)和(Nb_(1.95)Cr_(1.05))Cr_2Si_3,次外层为(Ti,X)_5Si_3,中间层为(Ti,X)_5Si_4,过渡层为(Ti,X)_5Si_3.涂层试样在1250℃氧化后形成的氧化膜分为两层:外层为(Ti,Nb,Cr)O_2,下层为SiO_2.未加涂层的试样在1250℃氧化遵循直线规律.加涂层的试样在1250℃氧化遵循分段抛物线规律,5～20h内为y=15.81+3.92t~(1/2),20～100h内为y=-82.71+27.12t~(1/2).在20～100h内氧化的抛物线速率常数比5～20h内氧化的大约高1个数量级.具有高Cr含量的外层比中间层及过渡层具有较好的抗氧化性.
关键词:
Ti-Nb-Si基超高温合金
,
包埋渗
,
Si-Cr共渗涂层
,
氧化行为
田晓东
,
郭喜平
中国有色金属学报
通过1 000～1 150 ℃ Si-Al包埋共渗8 h的方法在铌基超高温合金表面制备Al改性硅化物抗氧化涂层,结果表明:实验温度下制备的涂层均具有多层复合结构;不同温度下共渗涂层外层的相组成不同,但最内层均由(Nb, Ti)Al3和(Cr, Al)2(Nb, Ti)组成.1 050 ℃、8 h Si-Al共渗在合金表面形成了Al改性的硅化物涂层,其最外层主要为Nb3Si5Al2,依次往内为(Nb, X)(Si, Al)2(X代表Ti, Cr和Hf元素)层、(Nb, X)5Si3层以及最内层;而在1 000 ℃、8 h条件下Si-Al共渗形成的涂层以(Nb, Ti)Al3为主,其中含有少量的(Nb, X)5Si3,没有形成以硅化物为主的涂层;在1 100 ℃、8 h和1 150 ℃、8 h条件下Si-Al共渗形成的涂层外层以(Nb, X)(Si, Al)2为主,但其中Al含量(摩尔分数)仅为2.35%,没有形成Nb-Si-Al三元化合物层.
关键词:
铌基超高温合金
,
包埋渗
,
Al改性硅化物涂层
